3.5 各级时钟的定时要求

3.5.1 基准主时钟的定时要求

基准主时钟是同步网中的定时标准，由主备用铯或铷原子钟组组成，应定期与世界通用协调时（UTC）比对，经比对后择优输出。其技术要求应符合ITU-T建议G.811。

长期频偏

基准主时钟信号离开其理想频率的长期频偏Δf/f（=MTIE/S）不应超过1×10-11。S应足够长才能获得真实的长期频偏值。

长期相位变化

基准主时钟的长期相位变化用最大时间间隔误差（MTIE）来度量，在S（s）测量时间内的MTIE不应超过以下限值（应使用10Hz低通滤波器测量）：

相位不连续性

由于时钟保护转换或相位不连续调节等维护操作所引起的时钟输出的相位不连续性变化，对于2048kbps信号不应超过（1/8）UI（61μs）。

3.5.2 从时钟的定时要求

第二级和第三级从时钟的技术要求应符合TIU-T建议G.812或国家标准GB12048—89的规定。

初始频偏和频率漂移

第二级和第三级从时钟的初始频偏分别为5×10-10和1×10-8；第二和第三级从时钟的频率漂移分别为1×10-9/天和2×10-8/天。

长期相位变化

在理想运行条件下，在S（s）测试时间内的MTIE不应超过以下限值：

式中，1000ns是由从时钟引起的最大漂移量。

在保持工作模式下，从时钟输出的MTIE不应超过以下限值：

MTIE（S）=（aS/s+0.5b（S/s）2+C）ns （3.11）

式中，参数a、b和c如表3.1所示。

表3.1 从时钟相位变化参数

相位不连续性

节点从时钟在PDH网中应用时，其相位不连续性应满足：

• 在直到211UI为止的任何时间内的相位变化不应超过（1/8）UI；
• 在大于211UI时间内，每个211UI时间间隔内的相位变化都不应超过（1/8）UI，直至总量达1000ns为止。

当节点从时钟用于SDH设备同步时，其相位不连续性应满足：

• 在直到8UI为止的任何时间内的相位变化不应超过（1/64）UI；
• 在8UI至222UI时间内的相位变化不应超过（1/8）UI；
• 在大于222UI的时间内，每个222UI时间间隔内的相位变化都不应超过（1/8）UI，直至总量达到1μs为止。

3.5.3 网元时钟的定时要求

频率精度

相对于所跟踪的基准主时钟的基准定时，网元从时钟输出的频率精度应不大于±4.6×10-6。频率精度的时间间隔为1月和1年。

牵引和失步范围

不管内部振荡器的频偏是多少，其最小的同步牵引范围和失步范围均为±4.6×10-6。

固有噪声

当输入一个理想的基准定时信号或网元从时钟在保持状态下工作时，在时钟输出端产生的相位噪声称固有噪声，反映为漂摆和抖动。可通过测试MTIE和时间偏差（TDEV）来描述固有噪声。

锁定模式的漂摆

当网元时钟在锁定模式工作时，在时间S内测试的MTIE和TDEV应符合下列限值（温度在±1K以内）：

当考虑温度影响时对MTIE所增加的容限值为：

将上述要求绘成观测时间S函数的MTIE和TDEV曲线，如图3.5所示。图中取样测试时间τ0规定为12.5ms。

未锁定时的漂摆

由于与瞬变现象有关，未锁定时的漂摆影响将在后面给出。

抖动

下列抖动测试中至少应有全部测试值的99%满足所给的要求。

（1）2048kHz接口处的输出抖动：在无输入抖动的情况下，2048kHz输出接口的固有抖动在60s测试时间内应不超过0.05UIp-p。测试应经过一个单极点的带通滤波器，其上下3dB频率分别为100kHz和20Hz。

（2）SIM-N接口处的输出抖动：在同步接口无输入抖动的情况下，STM-N光输出接口的固有抖动在60s测试时间内应不超过表3.2给出的限值。在STM-1电接口（CMI）的容许抖动值须进一步研究。

表3.2 STM-N输出光接口固有抖动

注：对于STM-1，1UI=6.13ns；对于STM-4，1UI=1.61ns；对于STM-16，1UI=0.40ns。

噪声容限

网元从时钟的噪声容限对应于从时钟输入处有最小相位噪声量的要求，其值应能适应下述情况：

• 保持从时钟在预定的性能限值内；
• 不引起任何告警；
• 不引起从时钟转换基准定时；
• 不引起从时钟进入保持状态。

下面的漂摆容限和抖动容限代表了同步传送信号的最坏值。每种同步传送信号的抖动量、漂摆量和频率断点，均和相应接口的容限曲线有关。

漂摆容限

网元从时钟应能承受图3.6和图3.7规定的输入漂摆容限。这两个图中的标准框代表在网元从时钟输入处网络中累积的最大漂摆量。为了测试的一致性起见，TDEV测试信号的产生应加入多个白色、高斯噪声源，其中每个源都经滤波以获得适当形式的处理，使其具有合适的幅度。图3.6的积分时间为nτ0，τ0为最小取样时间，取值12.5ms。测试时间为Nτ0，要求n≥8，N≥8n。图3.7中所示的斜率代表相对频偏。为了检查图3.7模框的一致性起见，正在研究适当的测试信号，目前可按图3.8的要求采用有正弦相位变化的测试信号。

抖动容限

对SDH网元从时钟，要求在同步传送信号输入处最大容许输入抖动的下限值应如图3.9所示。

噪声转移

网元从时钟的噪声转移特性决定了定时基准实际输入相位与理想输入相位的偏差的转移或传递。从这个观点看，网元从时钟就像一个低通滤波器。此低通滤波器允许的最小和最大带宽与从时钟的等效3dB带宽相关联。要求从时钟的最小带宽是1Hz，最大带宽为10Hz，或从时钟的等效带宽在1～10Hz之间，通带内的相位增益应小于0.2dB（2.3%）。

瞬变响应

当输入信号受到干扰或传输失效时，例如短时中断、不同的同步定时信号间的转换等，将引起网元时钟输出的相位发生瞬变现象。为保证信号传输的完整性，网元时钟输出的相位变化应保持在下述要求之内。

短期相位瞬变响应

在基准定时信号丢失最长达15s的情况下，相对于丢失前输入基准定时信号的输出相位变化应在下列要求范围内：在直到15s的观测时间S内，相位误差ΔT应不超过下式：

ΔT=Δφ+（5×10-8）S （3.15）

式中，Δφ代表在时钟进入保持状态和走出保持状态时可能发生的两次相位跃变，要求在暂时频率偏移不大于7.5×10-6的条件下，这两次相位跃变均应不超过120ns。总的要求如图3.10所示。图中的第一次跃变反映时钟对同步基准定时源丢失的最初响应，随即进入保持状态。这次相位跃变的幅度对应在不到16ms的时间内频偏小于7.5×10-6。在16ms以后，为了约束指针动作，相位变化应限制在5×10-8的斜线下面。第二次跃变发生在进入保持状态后的15s时间内，此15s还包括转换到第二个基准定时的时间在内。当然，上面同样的要求也适用于这次跃变（即频偏小于7.5×10-6）。而在第二次跃变后相位误差应保持稳定，并应小于1μs。

长期相位瞬变响应

此要求可限制输出定时信号的最大相位偏差。此外，当输入信号受到损害或有内部干扰时，还限制了相位变化的积累。

在任何S＞15s的观测时间内，网元时钟丢失其基准定时并进入保持状态的输出相位误差ΔT应不超过下式限值：

ΔT（S）=（a1+a2）S+0.5bS2+C（ns） （3.16）

式中，a1=50ns/s，a2=2000ns/s，b=1.16×10-4ns/s2，C=120ns。

此限值符合网元时钟最大频偏为±4.6×10-6的要求。在温度恒定、保持的状态下工作的网元时钟容许的长期相位误差如图3.11所示。

输入信号中断时的相位响应

对不引起基准定时转换的同步输入信号短时间中断的相位响应是，在最多16ms内最大频偏7.5×10-6的条件下，网元时钟输出相位变化应不超过120ns。

相位不连续性

在偶尔的内部测试或其他内部干扰（不包括会引起时钟设备保护转换危险的主要硬件失效）的情况下，网元时钟应满足下列要求：

• 在观测时间S≤16ms内的相位变化应不超过7.5×10-6S；
• 在16ms＜S≤2.4s观测时间内的相位变化应不超过120ns；
• 在S＞2.4s观测时间内的相位变化，要求每个2.4s间隔不超过120ns且暂时偏移不大于7.5×10-6，一直变化到1μs的总量为止。

初始偏移和频率偏移

基准定时信号一旦中断就会使网元时钟进入保持工作状态，其输出的频率或相位会产生跃变，这些初始的频率和相位偏移应加以限制。根据上述讨论，初始频率偏移或频偏应小于7.5×10-6；初始相位偏移应不超过120ns。

网元从时钟进入保持工作状态后的最大频率漂移应不超过1×10-8每天，要求在连续工作10天后仍必须满足。

接口

SDH网元设备（内装时钟）的输入和输出应有2048kHz、2048kbps和STM-N定时接口，这些接口除应符合G.703建议外，还应符合上述规定的附加抖动和漂摆的要求。